Question

【題目】VA族元素氮、磷、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)的單質及其化合物在科研和生產中有許多重要用途。

(1)鉍合金可用于自動噴水器的安全塞，一旦發(fā)生火災時，安全塞會“自動”熔化，噴出水來滅火。鉍的價電子排布式為_______。

(2)第三周期元素中第一電離能大于磷的元素有_______(填元素符號)。

(3)Pt(NH3)2C12具有如圖所示的兩種平面四邊形結構(一種有抗癌作用)，其中在水中的溶解度較小是_______(填“順式”或“反式”)。

(4)氨硼烷(BH3NH3)是一種儲氫材料，與乙烷互為等電子體，熔點為104℃。氨硼烷晶體中各種微粒間的作用力涉及________(填標號)。

A.范德華力 B.離子鍵 C.配位鍵 D.金屬鍵

(5)偏亞砷酸鈉(NaAsO2)是一種滅生性除草劑，可殺死各種草本植物，其陰離子的立體構型為___。

(6)化肥廠生產的(NH4)2SO4中往往含有少量極易被植物根系吸收的具有正四面體結構的N4H44+，其結構式為_______，其中N原子的雜化方式為________。

(7)鑭、鐵、銻三種元素組成的一種固體能實現(xiàn)熱電效應。該固體晶胞結構如圖l所示，晶胞參數為a nm，Fe原子填在6個Sb原子形成的正八面體空隙中，晶胞6個表面的結構都如圖2所示。

①以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數坐標，例如圖l中原子甲的坐標為(0，0，0)，原子乙的坐標為(，，0)，則原子丙的坐標為________。

②設阿伏加德羅常數的值為NA，則該固體的密度ρ=__g·cm-3(列出計算式即可)。

Answer 1

【答案】6s26p3 Ar、Cl 反式 AC V形(或角形、折線形) sp3 (，，)

【解析】

(1)第VA的元素最外層有5個電子，根據構造原理可得其價層電子排布式；

(2)根據同一周期的元素，原子序數越大，元素的電離能越大分析(第IIA、VIA反常)；

(3)H2O是由極性分子構成的物質，根據相似相溶原理分析；

(4)氨硼烷屬于分子晶體，根據分子內元素的原子結構特點及分子之間的作用力分析；

(5)根據價層電子對數及孤電子對數分析判斷；

(6)根據N4H44+具有正四面體結構，結合N、H原子個數比書寫其結構式；根據該微粒中N原子結合其它原子數目確定其雜化軌道類型；

(7)①根據圖示可知丙原子在體對角線的處，根據已知原子的坐標可確定丙原子的坐標；

②利用均攤方法計算一個晶胞中含有的各種元素的原子個數，然后根據密度ρ=計算。

(1)鉍是第六周期第VA的元素，價電子排布式為6s26p3；

(2)一般情況下同一周期的元素，原子序數越大，元素的第一電離能也越大，但第VA的元素由于其處于p軌道的半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，其第一電離能大于同周期相鄰元素，第一電離能P>S，故第三周期元素中第一電離能大于磷的元素有Cl、Ar；

(3)H2O是由極性分子構成的物質，根據相似相溶原理：由極性分子構成的溶質易溶于由極性分子構成的溶劑中。由圖示可知Pt(NH3)2C12的順式結構的極性大于反式結構的極性，所以它在水中溶解度：順式大于反式，即反式的Pt(NH3)2C12在水中溶解度比較��；

(4)氨硼烷屬于分子晶體，分子之間以范德華力結合，在分子內N、H原子間及B、H原子間以共價鍵結合，B、N原子之間以配位鍵結合，其中N提供孤對電子，B原子提供空軌道，故合理選項是AC；

(5)偏亞砷酸鈉(NaAsO2)的陰離子是AsO2-，其中As原子的孤電子對數為=1，價層電子對數為1+2=3，所以As原子采用sp2雜化，所以AsO2-的立體構型為V形；

(6)N4H44+具有正四面體結構，由于N、H原子個數比是1：1，則其結構式為；根據微粒結構可知N原子最外層的1個s軌道和3個p軌道全部參與成鍵，形成了四個共價鍵，故其雜化軌道類型為sp3雜化；

(7)①根據圖示可知：丙原子在體對角線的處，由于甲原子坐標為(0，0，0)，乙原子坐標為(，，0)可知丙原子的坐標為(，，)；

②根據晶胞結構可知，在一個晶胞中含有的La：8×+1=2；含有Fe：8×1=8；含Sb：24×+(3×8)×=24，晶胞邊長L=a nm=a×10-7 cm，所以該固體的密度ρ==g/cm3= g/cm3。